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numpy中多維陣列的軸 axis

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多維陣列的軸(axis=)是和該陣列的size(或者shape)的元素是相對應的;

>>> np.random.seed(123
)>>> X = np.random.randint(0, 5, [3, 2, 2])>>> print(X)[[[5 2]  [4 2]] [[1 3]  [2 3]] [[1 1]  [0 1]]]>>> X.sum(axis=0)array([[7, 6],       [6, 6]])>>> X.sum(axis=1)array([[9, 4],       [3, 6],       [1, 2]]
)>>> X.sum(axis=2)array([[7, 6],       [4, 5],       [2, 1]])
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如果將三維陣列的每一個二維看做一個平面(plane,X[0, :, :], X[1, :, :], X[2, :, :]),三維陣列即是這些二維平面層疊(stacked)出來的結果。則(axis=0)表示全部平面上的對應位置,(axis=1),每一個平面的每一列,(axis=2),每一個平面的每一行。

考察多維陣列的dot運算

numpy.dot(a, b, out=None)
   
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  • For 2-D arrays it is equivalent to matrix multiplication,

    兩個二維陣列的dot運算遵循矩陣乘法(其實一個二維一個一維也是矩陣乘法(Ax的每一列;

>>> X.dot([1, 1])array([[7, 6],       [4, 5],       [2, 1]])                           # X的最後一軸是每一個二維的行方向
   
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此時如果我們想通過矩陣與向量(一維)內積的方式實現(np.sum(X, axis=0)的結果)需使用np.tensordots(X, [1, 1, 1], axes=([0], [0])),具體的用法見 np.tensordots文件

>>> np.tensordots(X, [1, 1, 1], axes=([0], [0]))array([[7, 6],       [6, 6]])
   
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我們再來看看如何實現多維陣列求平均的動作(每一個二維平面對應位的平均):

>>> X = np.random.randint(0, 5, [3, 2, 2])>>> Xarray([[[3, 4],        [2, 2]],       [[3, 4],        [2, 3]],       [[2, 1],        [1, 3]]])>>> np.tensordot(X, [1/3, 1/3, 1/3], axes=([0], [0]))array([[ 2.66666667,  3.        ],       [ 1.66666667,  2.66666667]])
   
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